利用传感器观测目标的反射或辐射能量时，传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理条件是不一致的，这是因为测量值中包含了太阳位置和角度条件、薄雾等大气条件、或因传感器的性能不完备等条件引起的失真。为了正确评价目标的反射或辐射特征，必须清除这些失真，这就需要进行图像校正。

本部分主要讨论图像的显示和与之关系密切的增强方法——通过增加可视化信息的彩色合成方法和改善图像对比度的图像拉伸方法。增强后的图像在保留了整体效果的同时，增加了可视化程度，并突出了感兴趣的地物特征。

遥感图像模型从理论上对遥感图像的意义进行了解释。单波段图像可以表述为一个函数。适应于不同的需要，遥感数字图像有确定性和统计行两种数字表示方式。统计特征是遥感图像的基本特征，通过多波段统计特征的分析和纹理分析，可以快速提取图像中的有效信息。

遥感图像通过遥感平台上的传感器获取。不同传感器具有不同的辐射、光谱、事件、空间分辨率，且成像原理不同，因而产生的遥感图像不同。地面辐射通过传感器的采样和量化后转换为遥感图像的量化级别值，并以不同格式的数字文件的方式进行存储。

向量是排成一列或一行数字的集合，可以视为n维空间中一个点的坐标。给向量配以加法和标量乘法后，就可以定义独立性、张成空间、子空间和维数等概念。

优化是对各种实际问题作出有效决策或预测的技术。简言之，作出决策的过程要先从为具体问题建立合适的数学模型开始，然后通过应用有效的数值算法来求解模型。一个优化设计是在满足该问题所有的约束条件下，给出尽可能最优的目标值。

本章将介绍优化问题的主要概念和构成部分，本章的许多概念并没有给出正式的定义，将在后面的章节中提供更加严谨的定义表述。